Lorsqu'une tension est appliquée au cristal électro-optique, son indice de réfraction et ses autres propriétés optiques se modifient, ce qui change l'état de polarisation de l'onde lumineuse. La lumière polarisée circulairement devient polarisée elliptiquement, puis linéairement à travers un polariseur, modulant ainsi son intensité. L'onde lumineuse, contenant alors des informations sonores, se propage dans l'espace libre. Un photodétecteur capte le signal optique modulé au point de réception, puis un circuit de conversion le convertit en signal électrique. Le signal sonore est ensuite reconstitué par un démodulateur, achevant ainsi la transmission optique du signal audio. La tension appliquée correspond au signal sonore transmis, pouvant être la sortie d'un enregistreur radio ou d'un lecteur de bande magnétique ; il s'agit en réalité d'un signal de tension variable dans le temps.